Vorspannkraftverluste geschraubter Verbindungen infolge beschichteter Kontaktflächen

Abstract

Die in Bauwerken mit zyklischen oder nicht vorwiegend ruhenden Beanspruchungen eingesetzten Schraubverbindungen werden gezielt vorgespannt, um die Beanspruchbarkeit und Steifigkeit der Anschlüsse zu erhöhen. Die bereits nach der Montage in den geschraubten Verbindungen auftretenden Vorspannkraftverluste sind idealerweise bei der Bemessung und Ausführung der Konstruktion realistisch abzuschätzen und implizit zu berücksichtigen, damit die rechnerisch angesetzte Vorspannkraft während der Nutzungsdauer des Bauwerks in der Verbindung verbleibt. Im Rahmen des IGF‐Forschungsvorhabens 18711 BG „Vorspannkraftverluste ermüdungsbeanspruchter vorgespannter Schraubverbindungen” wurden hierzu systematische Untersuchungen an vorgespannten geschraubten Verbindungen der Kategorien B/C und E nach DIN EN 1993‐1‐8 vom Institut für Metall‐ und Leichtbau der Universität Duisburg‐Essen (IML) in Kooperation mit der Fraunhofer‐Einrichtung für Großstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock (IGP) durchgeführt. Hierbei wurden Vorspannkraftverluste aus Setzen und infolge Ermüdungsbeanspruchung experimentell ermittelt und auf die geplante Lebensdauer logarithmisch extrapoliert. Die Untersuchungen erfolgten an M20‐Schraubengarnituren mit verschiedenen Verbindungsmitteln/Anziehverfahren sowie Klemmlängenverhältnissen und Oberflächenausführungen der Prüfteile.

Duroplastic gap filling materials in preloaded bolted connections

“…There might be a possibility to use MM1018 FL in preloaded bolted connections of target level I in combination with the combined method according to EN 1090-2 as well. As pointed out in [27] and [28], the combined method possesses the so-called system reserves of around +30 % with regard to the required preload, and can safely cover a potential loss of preload of around 22.0 %. For this reason, further relaxation tests are intended for MM1018 P. Furthermore, possible preload losses will be determined considering a retightening of the bolted connections after several days.…”

Dauerhaftigkeit und Robustheit von Schraubenverbindungen bei Kranbahnträgern

“…Setzerscheinungen treten meistens direkt während des Anziehvorgangs und kurz danach auf, sodass ein baldiges Nachziehen zu empfehlen ist. In [8] wird von einem Nachziehen nach 3 d ausgegangen. Können sich die Bauteile relativ zueinander bewegen, treten weitere Setzerscheinungen auch während der Nutzungsdauer auf.…”

Numerische Modellierung des Kraft‐Verformungsverhaltens vorgespannter Schrauben in L‐Flanschverbindungen

“…Vorspannkraftverluste infolge Setzens wurden im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen weitestgehend eliminiert, da die Verbindungen nach 24 h nach dem erstmaligen Vorspannen nochmals kraftgeregelt über das DMS‐Signal auf F p,C,ini nachgespannt wurden. In wurden für gestrahlte Bauteiloberflächen ( R z,nom = 80 µm) Vorspannkraftverluste nach Extrapolation auf t = 50 a zwischen 3,9 % ( l k / d = 5) und 7,0 % ( l k / d = 2) anhand von Langzeitmessung beobachtet. Die hier vorliegenden Oberflächen weisen weitaus geringere Rauheiten ( R z < 10 µm) auf.…”

“…Das zur Bemessung angesetzte Vorspannkraftniveau muss über die gesamte Lebensdauer der WEA gewährleistet sein. Hierbei müssen u. a.Vorspannkraftverluste infolge von Setzeffekten , der Anziehreihenfolge in Kombination mit Imperfektionen und der Plastifizierung des Verbindungselements oder des Flansches unter maßgebenden Lastfällen mit berücksichtigt werden.…”